CN102876743A - 基于在线控制氧消耗速率的辅酶q10发酵新工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于在线控制氧消耗速率的辅酶Q10发酵新工艺,在辅酶Q10生产菌株的发酵过程中，使氧消耗速率在30-150mmol/L·h，以促进菌体生长和辅酶Q10合成的启动并积累。本发明方法可明显提高辅酶Q10产率，同时降低单位能耗，可极大降低了生产成本，具有工艺控制简单、可操作性强、节约能源等特点。

Description

基于在线控制氧消耗速率的辅酶Q10发酵新工艺

技术领域

本发明涉及发酵领域,更具体地涉及一种优化的基于在线氧利用速率的辅酶Q10发酵新工艺。

背景技术

辅酶Q₁₀(CoQ₁₀)又名泛醌、癸烯醌，化学名称为2，3-二甲氧基-5-甲基-6-癸异戊烯苯醌，其结构式如下：

辅酶Q₁₀的生物活性来自于其醌环的氧化还原特性及其侧链的理化性质，它是细胞自身产生的天然抗氧化剂和细胞代谢激活剂，其具有抗氧化性、消除自由基、提高机体免疫力、抗衰老等功能。临床上广泛应用于各类心脏病、癌症、糖尿病、急慢性肝炎、帕金森症等疾病的治疗，而且在化妆品及抗衰老保健品方面也有很多的应用。

CoQ₁₀的制备方法有动植物细胞提取法、植物细胞培养法、化学合成法和微生物发酵法。动植物组织提取法主要是从动植物组织细胞如猪心肌中提取CoQ₁₀。CoQ₁₀在动植物组织中含量低，并受原材料来源限制，规模化生产受到一定制约。植物细胞培养法生产成本高，不利于工业化生产，因此近年来相关报道很少。化学合成法合成步骤繁多，条件苛刻，副产物含量多，提纯成本高；并且合成的CoQ₁₀的异戊二烯单体大多为顺式结构，生物活性不好。目前国内外比较成熟、经济且具有很大市场前景的工业化方法是微生物发酵法。微生物发酵法发酵辅酶Q₁₀因其具有生物活性高、没有原材料的限制，并可通过菌种选育、发酵工艺优化等提高发酵生产能力，从而较易实现工业产业化生产的优点。

在微生物发酵生产过程中，供氧对菌体的生长和产物形成有着重要的影响。对于耗氧微生物发酵过程中，必须供给适量的无菌空气，菌体才能繁殖和积累所需代谢产物。不同菌种及不同发酵阶段的菌体的需氧量是不同的，发酵液的供氧水平的大小直接影响微生物细胞内酶的活性、代谢途径及产物产量。因此研究供氧大小对发酵的影响及控制对提高生产效率，改善产品质量等都有重要意义。一般的耗氧发酵过程均控制较高的供氧以避免氧限制的发生，在这种情况下可以以溶解氧浓度（Dissolved Oxygen,简称DO）来表征供氧水平^[7]，通过控制搅拌转速和空气流量可以有效的控制DO，但对于具有高耗氧特性的微生物来说，发酵过程中溶氧浓度往往处于临界氧浓度一下水平并维持不变，不能成为有效的供氧水平控制指标，这就需要寻找另外的能有效表征供氧水平的参数。

目前，随着市场对CoQ₁₀需求量迅速增加，优化生产工艺、提高CoQ₁₀的生产水平成为当务之急。本领域迫切需要开发高效的生产CoQ₁₀的方法，不仅要提高CoQ₁₀的产量，而且尽可能的节约能耗、降低成本，提高生产效率，以满足市场的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效的生产辅酶Q10的新工艺，可通过简单有效的控制氧消耗速率的方法，有效地提高辅酶Q10的产量。

基于在线控制氧消耗速率的辅酶Q10发酵新工艺，其特征在于,在辅酶Q10生产菌株的发酵过程中，使氧消耗速率在30-150mmol/L·h，以促进菌体生长和辅酶Q10合成的启动并积累。

进一步地，所述氧消耗速率优选为30-45mmol/L·h。

进一步地，所述新工艺采用分阶段供氧的方法，包括以下步骤：

(a)将经过种子培养的辅酶Q10生产菌株移入装有培养基的发酵罐中，在初始的10小时内，维持搅拌转速为90rpm，空气流量为850m³/h；

(b)从第10小时开始提高搅拌转速至100rpm，从第20小时开始提高空气流量至900m³/h；

(c)在第50小时再次提高空气流量至1100m³/h，在第60小时将搅拌转速从100rpm降到95rpm，

(d)在第70小时降低空气流量至900m³/h，在第80小时，将搅拌转速从95rpm降到90rpm；直至发酵培养120h；

上述(a)-(d)步骤中使氧消耗速率维持在30-150mmol/L·h；并根据菌体生长情况补加葡萄糖和磷酸盐料液培养基；辅酶Q10的产物合成速率≥20mg/L·h；

(e)通过固液分离从发酵液中分离微生物细胞；

(f)微生物细胞通过有机溶剂提取辅酶Q10。

本申请的发明人通过广泛而深入的研究，发现在辅酶Q10的发酵生产过程中，通过在线控制氧消耗速率（OUR），在发酵过程维持发酵体系的稳定的高水平氧消耗速率（30-150mmol/L·h）,可以大幅提高辅酶Q10的产量。

所述的氧消耗速率按以下公式计算：

$f=\frac{273}{273+t_{\mathrm{in}}}\·P_{\mathrm{in}}\·\frac{1}{1+h}\×{10}^{-5}$

F_in：进气流量，单位L/min；V：发酵液体积，单位L；C_惰in\C_02in\C_CO2in：分别为进气中惰性气体、氧气及二氧化碳的质量分率；C_O2out\C_CO2out:分别为排气中氧及二氧化碳的质量分率；P_in：进气的绝对压强，单位Pa，tin：进气的温度℃，h：进气的相对湿度%。

比耗氧速率比二氧化碳释放率

${Q_O}_2=\frac{\mathrm{OUR}}{X}$ ${Q_{\mathrm{CO}}}_2=\frac{\mathrm{CER}}{X}$

式中X——菌体干重，单位g/L。

呼吸商(RQ)的计算:

$\mathrm{RQ}=\frac{\mathrm{CER}}{\mathrm{OUR}}=\frac{{Q_{\mathrm{CO}}}_2}{{Q_O}_2}.$

辅酶Q10发酵是一个耗氧生产发酵过程，供氧的变化对菌体的呼吸代谢和产物的合成有着非常重要的影响。本申请发明人在50L发酵罐中考察了高、中、低三种不同的供氧水平对发酵的影响，实验表明，高供氧条件能促进菌体的快速增长和辅酶Q10的起始合成速率，低供氧情况能明显促进和维持中后期辅酶Q10的合成速率和转化率，同时，由于整个发酵过程中溶氧一直处于限制状态，可以认为OUR=OTR，OUR的实时变化可以表征OTR水平。

因此本发明人提出以OUR为控制变量进行分阶段供氧的控制策略，前期维持较高的供氧以促进菌体的快速增长和辅酶Q10合成的快速启动，过程的中后期通过降低转速来降低供氧以控制菌体的呼吸代谢，来维持较高的比生产速率和底物转化率。

在发酵过程中，可以通过调整发酵体系中的搅拌转速、通气量或添加底物，并控制检测发酵尾气体系的氧浓度与二氧化碳浓度计算出所述的氧消耗速率，从而来实现调节供氧实现所需的氧消耗速率。

氧消耗速率的控制

本申请首次提出了以氧消耗速率（OUR）为控制变量进行分阶段供氧的控制策略，以类球红细菌（Rhodobacter sphaeroides）等微生物发酵生产辅酶Q10的控制新工艺。本发明的试验表明，在发酵过程的前期维持较高的供氧以促进菌体的快速增长和辅酶Q10合成的快速启动，发酵过程的中后期通过维持较低供氧以控制菌体的呼吸代谢，可以维持较高的比生产速率和底物转化率，从而较大的提高辅酶Q10的产率，并降低原料浪费，从而降低成本。

生产菌株

适用于本发明方法的表达辅酶Q10的菌株没有特别限制，可以是现有的生产辅酶Q10的生产菌，也可用常规方法改造或诱变的工程菌。代表性的生产菌优选类球红细菌（Rhodobacter sphaeroides），保藏编号为CGMCC No.5997、CGMCC No.5998、CGMCC No.5999。

上述保藏编号为CGMCC No.5997、CGMCC No.5998、CGMCC No.5999菌株的保藏单位均为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心（保藏单位地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，保藏日期：2012年4月13日）。

在获得了合成辅酶Q10的生产菌后，便可在常规的适合合成辅酶Q10的条件下培养，以合成辅酶Q10。

培养基

用于本发明的培养基没有特别限制，可以是各种常规的培养基。例如对于类球红细菌（Rhodobacter sphaeroides）而言，可以选用(但并不限于)：培养基1(g/L)：8g酵母粉,1gNH₄Cl,1g氯化钠,5mg柠檬酸铁,0.6g KH₂PO₄,0.9g K₂HPO₄,0.5g MgSO₄,0.1g CaCl₂,3ug生物素,pH值7.0。

当然，为了用于有利于辅酶Q10的发酵，可以在培养基中添加一定浓度的磷酸盐，以便使得使用时磷离子的浓度处于合适的范围。当然，也可使用一般的培养基，然后在发酵过程中分批补加或流加磷酸盐，从而将发酵体系中的氧消耗速率控制在合适的范围。

另外，还在培养基中添加一定浓度的葡萄糖，以便使得使用时葡萄糖的浓度处于合适的范围。当然，也可使用一般的培养基，然后在发酵过程中分批补加或流加葡萄糖，从而将发酵体系中的葡萄糖浓度控制在合适的范围。

发酵罐的体积可以为15L至200立方米，优选为50L至150立方米。

分离纯化

在本发明中，对于发酵生产的辅酶Q10，可以用常规方法进行纯化，随后制成药剂。一种优选方法是对发酵样品用常规方法酸化后进行过滤等方式收集微生物细胞，微生物细胞用有机溶剂浸提获得含辅酶Q10的浸提夜。然后，对浸提夜通过浓缩、层析、结晶等方法进行精制。

本发明方法是以在线OUR为控制变量、利用类球红细菌（Rhodobacter sphaeroides）等微生物发酵生产辅酶Q10的控制新工艺。以在线OUR为控制参数，采用了分阶段不同的供氧控制策略，发酵过程前期维持高供氧水平以促进菌体生长和辅酶Q10合成的启动，中后期维持较低水平的供氧水平以维持高的产物合成速率，该控制工艺可明显提高辅酶Q10产率，同时降低单位能耗，极大的降低了生产成本，具有工艺控制简单、可操作性强、节约能源等特点，有利于进一步工业化放大及推广应用。

本发明的主要优点在于：

1、通过简单有效的控制方法(控制氧消耗速率)，可以极其有效地提高辅酶Q10的产量。

2、本发明方法可有效降低单位能耗，极大的降低了生产成本，具有工艺控制简单、可操作性强、节约能源等特点，有利于进一步工业化放大及推广应用。

附图说明

图1显示了辅酶Q10发酵过程中OUR、CER、DO、菌浓、搅拌转速、空气流量随时间的变化。

图2a-2e分别显示了不同搅拌转速下，OUR、菌浓、辅酶Q10浓度、残糖浓度及补糖速率随时间的变化。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件。除非特别说明，所有的百分比和份数按重量计算。

实施例1

1材料与方法

1.1菌种和培养基

菌种：类球红细菌（Rhodobacter sphaeroides），保藏编号为CGMCC No.5997、CGMCCNo.5998、CGMCC No.5999。

种子培养基(g/L):1g酵母粉,1gNH₄Cl,1g氯化钠,2.8mg柠檬酸铁,0.6g KH₂PO₄,0.9g K₂HPO₄,0.25g MgSO₄,0.1g CaCl₂,0.5ug生物素,pH 7.0

发酵培养基(g/L):8g酵母粉,1gNH4Cl,1g氯化钠,5mg柠檬酸铁,0.6g KH₂PO₄,0.9gK₂HPO₄,0.5g MgSO₄,0.1g CaCl₂,3ug生物素,pH 7.0。

补料培养基1(g/L):200gKH₂PO₄。

补料培养基2(g/L):700g葡萄糖。

1.2试剂和仪器

试剂：玉米浆(上海西王淀粉糖有限公司)，葡萄糖（上海糖业有限公司），其他试剂均为国产分析纯。

仪器：722型紫外一可见分光光度计；HPLC 1100(Agilent公司)；尾气质谱分析仪:美国Extrel过程质谱MAX300-LG；50L发酵罐:上海国强生化装备有限责任公司；发酵控制系统:国佳生化工程中心NCBbiostar发酵控制系统。

1.3培养方法

菌悬液制备:用无菌水洗涤培养好的斜面，制成菌浓为10⁸~10⁹个细胞每毫升的菌悬液。

母瓶种子培养:将制好的菌悬液接种2ml到母瓶培养基中，装量100ml/500ml，32℃，转速180rpm，培养28-30小时。

50L发酵罐培养:将培养好后镜检无菌的母瓶种子液1500ml并瓶到无菌的2L三角瓶中，火焰保护接种到装有20L培养基的发酵罐中，培养条件为二级搅拌浆，32℃，通气量20L/min，发酵过程中根据菌体生长情况开始连续补加葡萄糖和磷酸二氢钾料液培养基。

50吨发酵罐培养：采用三级发酵：将培养好后镜检无菌的母瓶种子液1500ml接种于装量为100L/150L一级种子罐的一级种子培养基中，在罐温32±0.5℃，罐压0.05～0.06MPa，空气流量2～2.5m³/hr，搅拌转速100rpm下，培养至菌体吸光值（OD₇₀₀）为6～8左右，再将一级种子接入装量为3.5m³/5m³二级种子罐的二级种子培养基中，在罐温32±0.5℃，罐压0.05～0.06MPa，空气流量90～110m³/hr，搅拌转速100rpm下，培养至菌体吸光值（OD₇₀₀）为6～8左右；最后将二级种子罐中的种子液移入装量为15m³/50m³发酵罐的发酵培养基中，在罐温32±0.5℃，罐压0.05～0.06MPa，空气流量900～1100m³/hr，搅拌转速90-110rpm下培养120h左右。发酵过程中根据菌体生长情况开始连续补加葡萄糖和磷酸盐料液培养基。

1.4测定方法

葡萄糖测定：采用酶膜法。

生物量测定：①光密度测定：将发酵液稀释100倍后于波长700nm处、以去离子水为对照进行比色测定，OD值为吸光度×100。②菌体干重(DCW)测定，取发酵液25ml，4000rpm离心15分钟，将菌体沉淀用超纯水洗涤并加稀盐酸除去沉淀的碳酸钙，离心后将菌体洗涤2次后，于115度烘箱内烤干称重，计算菌体含量。

铵离子测定:利用靛酚蓝反应测定^[1]。

辅酶Q10含量测定:样品制备：取发酵液1ml至10ml离心管中，加入180ul1mol/l的HCl，混合均匀，静置3~5min，然后放置92℃水浴下加热30min；离心去上清，加入8ml浸提液（乙酸乙酯：乙醇=5：3），浸提2h，HPLC反相测试。高效液相色谱条件：C18柱：150nm*4.6mm，流动相为V（甲醇）：V（异丙醇）=75：25，流量1.00ml/min，检测波长：275nm，进样量40ul。保留时间为分钟。

pH值在线测定:采用Mettler Toledo耐高温电极进行在线测定。

溶氧测定:采用Mettler Toledo耐高温电极进行在线测定。

进气和尾气中氧和二氧化碳的测定:采用Extrel过程质谱MAX300-LG对发酵过程中的进气和尾气进行实时在线采集分析。

氧消耗速率（OUR）和二氧化碳生成速率（CER）测定:

OUR和CER的计算通过对发酵尾气的分析数据计算得到。以进气和尾气中惰性气体N₂维持恒定建立平衡方程，求得OUR和CER的计算公式如下:

$f=\frac{273}{273+t_{\mathrm{in}}}\·P_{\mathrm{in}}\·\frac{1}{1+h}\×{10}^{-5}$

F_in进气流量L/min；V发酵液体积L；C_惰in\C_02in\C_CO2in:分别为进气中惰性气体、氧气及二氧化碳的质量分率；C_02out\C_CO2out:分别为排气中氧及二氧化碳的质量分率；P_in：进气的绝对压强Pa，tin：进气的温度℃，h：进气的相对湿度%。

比耗氧速率

比二氧化碳释放率

${Q_O}_2=\frac{\mathrm{OUR}}{X}$ ${Q_{\mathrm{CO}}}_2=\frac{\mathrm{CER}}{X}$

式中X——菌体干重，g/L。

呼吸商(RQ)的计算:

$\mathrm{RQ}=\frac{\mathrm{CER}}{\mathrm{OUR}}=\frac{{Q_{\mathrm{CO}}}_2}{{Q_O}_2}.$

2结果与讨论

2.1辅酶Q10发酵生产过程分析

在现行辅酶Q10的补料批次培养工艺中，往往采用的发酵控制策略是通过补加葡萄糖控制残糖浓度在1—4%，在该浓度下菌体生长不受底物限制。图1反映了发酵过程中搅拌转速和流量的调整对应于OUR、CER和DO的变化情况。发酵前期随着菌体的增长，OUR、CER缓慢增加，表示菌体耗氧量逐渐增加；溶氧26小时左右降到2-6%左右，OUR和CER的增长进入稳定阶段，但菌体还处在指数生长期，菌体量还在增长，说明菌体已经达到了其最大的呼吸强度，供氧已成为限制性因素。

一般的耗氧发酵过程均控制较高的供氧水平以避免氧限制的发生，在这种情况下可以以溶氧（Dissolved Oxygen,简称DO）来表征供氧水平，通过提高搅拌转速和空气流量能有效的提高DO。但类球红细菌发酵生产辅酶Q10的过程中，在发酵过程中的37、44、57和73小时转速的升高和降低调整，并没有引起溶氧的改变，而OUR和CER随着供氧的增加和降低出现了急剧的增加和降落，响应时间小于1分钟；同样在发酵过程中的43、45和72小时的流量的调整也同样引起了OUR和CER的迅速改变，而溶氧几乎不受影响，一直维持在1.0%的水平，这种现象说明菌体可能处于极度的氧限制状态。在这种氧处于限制条件下的发酵过程中，供氧能力的变化，对菌体的呼吸代谢特性有着显著的影响。

发酵过程中溶解氧浓度的变化是供氧速率（Oxygen transfer Rate,简称OTR）和耗氧速率（Oxygen Uptake Rate,简称OUR）之间的一个动态平衡，根据溶解氧的物质守恒原理，该辅酶Q10发酵系统的供氧和耗氧模型为：

$\frac{\mathrm{dC}}{\mathrm{dt}}=\mathrm{OTR}-\mathrm{OUR}=K_{L}a(C^{*}-C)-\mathrm{OUR}=K_{L}a(C^{*}-C)-\mathrm{Qo}2*X$

式中C为液相主流中氧的液相浓度；C*为与气相氧分压平衡的液相溶解氧浓度，kLa为以(C*-C)为推动力的体积氧传递系数。

由于发酵过程中碳源充足，菌体耗氧能量较大，而且该菌又有很强的呼吸特性，因此虽然提高了供氧速率，但耗氧速率也迅速同步增加，这样发酵过程中溶氧浓度几乎没有变化。若溶氧DO值没有较大幅度的波动，可作出拟稳态的假设，此时dC/dt≈0。根据拟稳态的假设有：OTR≈OUR^[2,3,4]

OTR是最直接的表示供氧水平的参数，但目前已报道的OTR测定方法都存在较大的误差，而且无法在线检测。那么根据拟稳态假设，可以以OUR的值表示OTR水平，通过在线控制OUR来实现控制供氧水平。

本申请发明人在50升的发酵罐中考察了不同氧传递速率对辅酶Q10发酵的影响。图2a-2e反映了不同供氧条件下，辅酶Q10发酵过程中OUR、菌浓、辅酶Q10浓度以及残糖浓度以及补糖速率的变化情况。

在发酵过程的菌体生长期，溶氧水平都在22-27小时左右降到最低，从图2a可以看出，OUR随着菌体生长和溶氧的降低而上升。

从图2b可以看出，在不同的供氧条件下菌体的生长速率存在明显差别，在供氧较高（OUR40mmol/L·h），50小时进入稳定期菌体浓度达到了400g/L，同时，随着发酵过程的进行菌体浓度不断增加；而在较低供氧（OUR35mmol/L·h），60小时进入稳定期菌体浓度达到了350g/L，随着发酵过程的进行菌体浓度几乎维持稳定，可以看出较高的供氧能明显促进菌体的快速生长；

从图2c可以看出，糖的消耗随着菌体的快速增长而迅速下降，从统计得到的生长阶段菌体得率系数来看，随着供氧速率的增加，菌体对底物的得率系数有所降低。

从图2d可以看出，OUR为40、35和30mmol/L·h情况下，发酵90小时辅酶Q10的产量分别为2035、1837和1413mg/L。

从图2e可以看出，高供氧条件下补糖时间明显提前，耗糖速率随着供氧的增加而显著增加，产物合成阶段随着供氧的增加消耗葡萄糖生成二氧化碳的量也逐渐增加，说明高供氧使得更大比例的底物葡萄糖通过能量代谢生成了二氧化碳。而且在高供氧情况下菌体生长速率明显增加，从而使得单位菌体合成辅酶Q10的速率也明显降低。

因此：高供氧能明显促进菌体生长很快和辅酶Q10合成的启动，但会同时增大糖耗速率；在供氧较低的情况下，菌体的摄氧率和二氧化碳的生成速率也比较低。

根据上面不同供氧状况下的辅酶Q10的发酵过程参数的变化情况，因此在辅酶Q10的发酵过程中，应该采取分阶段的供氧控制策略来调控发酵过程，转速的改变对供氧有着显著的影响，尤其是在产物合成期，影响着菌体的摄氧率OUR和二氧化碳生成速率，菌体的形态和辅酶Q10的合成速率，因此发酵过程的菌体生长阶段和前期的合成阶段采取高供氧，促进菌体的快速生长和辅酶Q10合成的快速启动，当菌体生长进入稳定期后，分阶段降低供氧以维持较高的辅酶Q10比生产速率，降低对底物葡萄糖的消耗；这种分阶段的供氧模式改变必将得到最佳的生产菌生理特性状态，降低辅酶Q10生产的成本。

2.2优化的控制策略在工业化规模的放大

现行50立方米发酵规模生产工艺中，在初始的15小时内，由于菌体生长缓慢，无需太大的供氧，故维持搅拌转速为90rpm，空气流量为900m³/h；随着菌体生长，需氧量的增大，在16小时左右，将搅拌转速和空气流量分别提高到100rpm和1100m³/h，在随后的整个发酵过程中维持该搅拌转速和空气流量不变，直到放罐，相应的OUR维持在30mmol/L/h左右，可以认为在此过程中OTR维持在该水平。

根据优化后的控制策略，本发明对现行生产工艺进行了一定的调整。将经过种子培养的辅酶Q10生产菌株移入装有培养基的发酵罐中，在初始的10小时内，维持搅拌转速为90rpm，从第10小时开始提高搅拌转速至100rpm，在之后的发酵过程中，进行两次降低搅拌转速的调整，即在60小时和80小时分别将搅拌转速从100rpm降到95rpm，再从95rpm降到90rpm；同样对于空气流量，在初始20小时维持空气流量为850m³/h，从第20小时开始提高空气流量至900m³/h；之后分别在50小时和70小时进行提高空气流量的调整，从900m³/h升到1100m³/h，再从1100m³/h降到900m³/h。在搅拌转速和空气流量维持较高水平的阶段，OUR维持在35mmol/L·h，到发酵后期60小时之后，即辅酶Q10的快速合成期，OUR维持在35mmol/L·h。OUR的数值表示了该点的OTR水平。

综上所述，优化的控制策略在工业化规模的应用取得了显著的成效，不仅提高了辅酶Q10产率，而且降低了生产成本，同时，搅拌转速和空气流量的降低有效的降低了能耗，节约了能源。因此，该控制策略有着提高生产效益和节能减排的双方面意义，值得进一步工业化放大和推广应用。

Claims (8)

1.基于在线控制氧消耗速率的辅酶Q10发酵新工艺，其特征在于,在辅酶Q10生产菌株的发酵过程中，使氧消耗速率在 30-150mmol/L·h，以促进菌体生长和辅酶Q10合成的启动并积累。

2.如权利要求1所述的新工艺，其特征在于，在辅酶Q10生产菌株的发酵过程中，使氧消耗速率在 30-45mmol/L·h。

3.如权利要求1所述的新工艺，其特征在于采用分阶段供氧的方法，包括以下步骤：

(a) 将经过种子培养的辅酶Q10生产菌株移入装有培养基的发酵罐中，在初始的10小时内，维持搅拌转速为90rpm，空气流量为850 m³/h；

(b) 从第10小时开始提高搅拌转速至100rpm，从第20小时开始提高空气流量至900 m³/h；

(c)在第50小时再次提高空气流量至1100 m³/h，在第60小时将搅拌转速从100rpm降到95rpm；

(d)在第70小时降低空气流量至900 m³/h，在第80小时，将搅拌转速从95rpm降到90rpm；直至发酵培养120 h；

上述(a)- (d)步骤中使氧消耗速率维持在 30-150mmol/L·h；并根据菌体生长情况补加葡萄糖和磷酸盐料液培养基；辅酶Q10的产物合成速率≥20mg/ L·h；

(e) 通过固液分离从发酵液中分离微生物细胞；

(f) 微生物细胞通过有机溶剂提取辅酶Q10。

4.如权利要求3所述的新工艺，其特征在于，所述辅酶Q10生产菌株为类球红细菌 （Rhodobacter sphaeroides）；保藏编号为CGMCC No.5997。

5.如权利要求3所述的新工艺，其特征在于，所述辅酶Q10生产菌株为类球红细菌 （Rhodobacter sphaeroides）；保藏编号为CGMCC No.5998。

6.如权利要求3所述的新工艺，其特征在于，所述辅酶Q10生产菌株为类球红细菌 （Rhodobacter sphaeroides）；保藏编号为CGMCC No.5999。

7.如权利要求3所述的新工艺，其特征在于，所述发酵罐体积为50升至150立方米。

8.如权利要求3所述的新工艺，其特征在于，所述培养基的配方为：每升培养基含有8 g酵母粉, 1g NH₄Cl, 1g氯化钠, 5mg 柠檬酸铁, 0.6g KH₂PO₄, 0.9g K₂HPO₄, 0.5g MgSO₄,0.1g CaCl₂,3ug 生物素； pH值为 7.0。

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